​变形监测的基本概念和内容

变形监测的基本概念和内容

1变形监测的基本概念

变形是自然界普遍存在的现象,它是指变形体在各种荷载作用下,其形状、大小及位置在时间域和空间坡中的变化,变形体的变形在一定范围内被认为是允许的,如果超出允许值,则可能引发灾害。自然界的变形危害现象很普遍、如地震、滑坡、岩崩、地表沉陷、火山爆发、溃坝、桥梁与建筑物的倒塌等。

所谓变形监测,就是利用测量与专用仪器和方法对变形体的变形现象进行监视观测的工作。其任务是确定在各种荷载和外力作用下,变形体的形状、大小及位置变化的空间状态和时间待征。变形监测工作是人们通过变形现象获得科学认识.检验理论和假慢的必要手段,变形体的范畴可以大到整个地球,小到一个工程建(构)筑物的块体,它包括自然和人工的构筑物。根据变形体的研究范围,可将变形监测研究对象划分为这样 3类:

(1)全球性变形研究、如监测全球板块运动、地极移动、地球白转速率变化、地潮等;

(2)区域性变形研究,如地壳形变监监测、城市地面沉降等;

(3)工程和局部性变形研究、如监测工程建筑物的三维变形、滑域体的滑功、地下开采使引起的地表移动和下沉等。

在精密工程测量中,最具有代表性的变形体有大坝、桥梁、矿区、高层(耸)建筑物、防护堤、边坡、隧道、地铁、地表沉降等

2变形监测的内容

变形监测的内容,应根据变形体的性质与地基情况来定。要求有明确的针对性,既要有重点,又要作全面考虑,以便能正确地反映出变形体的变化情况,达到监视变形体的安全、了解其变形规律的目的。例如:

(1)工业与民用建筑物:主要包括基础的沉陷观测与建筑物本身的变形观测,就其基础而言、主要观测内容是建筑物的均匀沉陷与不均匀沉陷。对于建筑物本身来说,则主要是观测倾斜与裂缝。对于高层和高耸建筑物,还应对其动态变形(主要为振动的幅值、频率和扭转)进行观测,对于工业企业、科学试验设施与军事设施中的各种工艺设备、导轨等,其主要观测内容是水平位移和垂直位移。

(2)水工建筑物:对于土坝,其观测项目主要为水平位移、垂直位移、渗透以及裂缝观测;对于混凝土,以混凝土重力坝为例由于水压力、外界温度变化、坝体自重等因素的作用,其主要观测项目主要为垂直位移(从而可以求得基础与坝体的转动)、水平位移(从而可以求得坝体的扭曲)以及伸缩缝的观测,这些内容通常称为外部变形观测。此外。为了了解混凝土坝结构内部的情况,还应对混凝土应力、钢筋应力、温度等进行观测,这些内容通常称为内部观测。虽然内部观测一般不由测量人员进行,但在进行变形监测数据处理时,特别是对变形原因作物理解释时,则必须将内、外部观测的资料结合起来进行分析。

(3)地面沉降:对于建立在江河下游冲积层上的城市,由于工业用水需要大量地开采地下水,而影响地下土层的结构.将使地面发生沉降现象。对于地下采矿地区,由于大量的采掘,也会使地表发生沉降现象。在这种沉降现象严重的城市地区,暴雨以后将发生大面积的积水,影响仓库的使用与居民的生活。有时甚至造成地下管线的破坏,危及建筑物的安全。因此必须定期进行观测,掌握其沉降与回升的规律,以便采取防护措施。对于这些地区主要应进行地表沉降观测。